微机原理课设 模拟风扇.doc

课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程设计名称 微机系统综合课程设计微机系统综合课程设计 课程设计题目 模拟电风扇动作模拟电风扇动作 院 系 计算机学院 专 业 计算机科学与技术 班 级 学 号 姓 名 指导教师 完成日期 课程设计报告 I 目目 录录 第第 1 章章 总体设计方案总体设计方案 1 1 1 设计原理 1 1 2 设计思路 1 1 3 实验环境 2 第第 2 章章 详细设计方案详细设计方案 3 2 1 硬件电路设计 3 2 2 主程序设计 4 2 3 功能选择模块的设计与实现 5 第第 3 章章 结果测试及分析结果测试及分析 6 3 1 结果测试 6 3 2 结果分析 6 参考文献参考文献 7 附附 录录 8 课程设计报告 第 1 章 总体设计方案 1 第 1 章 总体设计方案 1 1 设计原理设计原理 利用芯片 8259 8255 8253 8279 分别控制中断 彩色发光二极管 时钟 和 LED 显示 用受 8253 控制的 8259 给 8255 和 8279 产生每秒钟一次的中断 控 制彩色发光二极管和 LED 的显示 1 2 设计思路设计思路 首先需要一个总开关 用来控制电风扇的开关 可以用 8255 的输入端接收 这一信号 信号为 时进入循环 此时彩色发光二极管通过红绿色灯显示风扇的 转动效果 不为 时执行下一步 其次需要实现的功能是三级风速的变换 可以设计三个变换延时的子程序 并根据键盘输入的不同来分别调用这三个步骤 再次是要实现定时功能 用 8253 和 8259 实现这一功能并不困难 当时间减 为零时 向 8255 的 AL 中输入 O6AH 使彩色发光二极管显示初始化 还有就是彩色发光二极管的显示问题 只需将 8255 中控制彩灯显示的数据 起始值设为 01101010 然后循环左移两位即可 1 提出方案提出方案 总开关是用来控制风扇的启动停止的 所以只需有两种状态 即开和关 所 以 我选择用实验箱右下角的开关来实现这以功能 为了能显示风扇的转动 我 选用 8255 和实验箱右上角的彩灯来显示风扇的转动 为了实现定时功能 我选 用 8253 定时 8259 产生中断 用中断程序来控制定时 由于定时时要能显示时 间及风扇转动时要有风速等一些功能的选择 所以还需要 8279 键盘显示接口芯 片 2 方案论证方案论证 1 用 8255 和彩灯模拟风扇的转动 所以 可以将 8255 的 B 口设为工作在方式 课程设计报告 第 1 章 总体设计方案 2 0 输出状态 然后通过输出不同二进制数来控制彩灯的红绿显示 通过循环 移位使彩灯循环显示来实现风扇转动的模拟 2 用右下角的开关控制风扇的转动与停止 所以 可将 8255A 口设为方式 0 输入状态 来读取开关的状态 然后在程序中判断输入的是 1 还是 0 进而 控制风扇的转动与停止 3 为了实现定时的功能 可以用 8253 的分频功能 将输入的脉冲信号分频 以 输出 1HZ 的脉冲信号 然后输入到 8259 的 INT0 以产生周期为 1s 的终端 即每秒钟进一次中断 在中断服务程序中来实现时间的递减 当减到 0 时就 将风扇停止 这样就实现了定时功能了 4 为了实现三级风速的选择和定时功能 定时时间的变化显示等功能 需要 8279 的键盘显示功能 在键盘上设置三个键分别控制三级风速 在设置一个 按键来控制定时功能的选择 当按下定时功能键后 还需要键盘的数字键来 实现定时时间的设定 最后就是用数码管显示时间的变化了 1 3 实验环境实验环境 硬件环境 AEDK 实验箱 PC 机 软件环境 LCA88ET 应用软件 课程设计报告 第 2 章 详细设计方案 3 第 2 章 详细设计方案 2 1 硬件电路设计硬件电路设计 硬件电路由键盘显示接口芯片 8279 构成 如图 2 1 所示 Pa0 Pb0 Pb7 cs 8279 Clk1 out1 Gate1 8253 clk0 Out0 cs gate0 Int0 8259 cs 200 207 210 217 220 227 228 22f DL8 DL1 cs Pc0 Pc3 脉冲源 图图 2 1 硬件电路连线图硬件电路连线图 8279 是可编程设置型键盘 显示芯片 其特点是 1 可同时进行键盘扫描及文字 显示 2 键盘扫描模式 3 传感器扫描模式 4 激发输入模式 5 8 乘 8 键 盘 FIFO 6 具有接点消除抖动 2 键锁定及 N 键依次读出模式 7 双排 8 位数 或双排 16 位数显示器 8 右边进入或左边进入 16 字符或 8 字符显示 8255 的 A 口工作在方式 0 输入 B 口工作在方式 0 输出 C 口工作在方式 0 输出 8253 将脉冲源分频 产生周期为 1s 的脉冲信号 驱动 8259 产生周期为 1s 的中 断 8255 8259 8253 8279 的端口地址分别接 210H 217H 220H 227H 200H K1 课程设计报告 第 2 章 详细设计方案 4 207H 228H 22FH 2 2 主程序设计主程序设计 开始 各芯片初始化 8255清零 开关为开 输入为A 输入为B 输入为C 输入为D 变风速为1 显示 变风速为3 显示 变风速为2 显示 输入时间 输入为D 计时 时间为0 AL清零 结束 Y N N N N Y Y Y Y Y Y N N N 课程设计报告 第 2 章 详细设计方案 5 图图 2 2 主程序流程图主程序流程图 2 3 功能选择模块的设计与实现功能选择模块的设计与实现 开始 计时为0 秒位为0 秒位减1 10秒位为0 10秒位减1 分位为0 分位减1 10分位为0 10分位减1 恢复寄存器 数码管显示 结束 秒位变为9 10秒位变为5 分位变为9 10分位变为5 保存寄存器 Y N Y Y Y Y N N N N 课程设计报告 第 2 章 详细设计方案 6 图图 2 3 1 功能选择模块流程图功能选择模块流程图 课程设计报告 第 3 章 结果测试及分析 7 第 3 章 结果测试及分析 3 1 结果测试结果测试 编译并连接程序 然后全速运行 在数码管上就显示计时器的时间 开始时 是全 0 此时双色彩灯是初始状态 即只有一个灯是红的 其余三个灯都是绿色 然后 将开关 K1 向上扳去 时 8255 的 PA0 口输入高电平 此时发现双色彩灯 还是循环亮红灯 并且只有一个灯是红色的 其余都是绿色 这样 当以一定的 速度循环点亮四个灯 就会模拟出风扇的转动了 在风扇转动时 按下键盘上的 A B C 键 则彩灯会分别以不同的速度循环点亮红色 这样就实现了通过键盘 实现三级风速的选择功能了 当风扇在某一风速下转动时 按下 D 键 则进入定 时状态 接着只需按下键盘上的数字键 设定好定时的时间 然后再按下 D 键 风扇就将在设定的时间内转动 并且在数码管上显示时间的变化 逐渐减少 当 减到 0 时 风扇就将停止转动 这就是定时功能的实现 3 2结果分析结果分析 开始运行时 发现双色彩灯并不是按理想顺序逐渐点亮红色 后来 检查程 序发现并没有错 最后 检查硬件连线时发现 8255B 口得导线与双色灯的借口 连接顺序错了 调整了连接顺序后彩灯理想的顺序循环点亮了 风扇正常运行了 但是在定时时发现数码管上的时间没有变化 过了定时的 时间后 风扇也没有停止 开始以为程序问题 单步运行后发现一切正常 然后 检查数码管显示也没发现问题 这时将接在 INT0 上的导线拔下 接在发光二极 管上发现没有电流 最后 断定是 8253 并没有产生脉冲信号给 8259 导致中断 服务程序无法进入 使得计时功能失效 所以才会出现刚才的问题 于是 我测 试了几根好用的导线从新将 8253 的连线连一遍 再运行时定时功能就好用了 实验结果基本实现了课设的要求 虽然有些问题和程序还会有些不稳定 但 是所要求的功能都实现了 那些问题我会在以后进行完善 课程设计报告 参考文献 8 参考文献 1 王爱英 计算机组成与设计 M 北京 教育出版社 2003 2 杨素行 微型计算机系统原理及应用 M 北京 清华大学出版社 1996 3 张雪兰 汇编语言程序设计 M 北京 清华大学出版社 2006 4 龚尚福 微机原理与接口技术 M 西安 西安电子科技大学出版社 2003 5 王中民 微型计算机原理 M 西安 西安电子科技大学出版社 2003 6 沈美明 温冬婵 IBM PC 汇编语言程序设计 M 北京 清华大学出版社 2001 课程设计报告 附 录 9 附 录 data segment isend db 0 n0 db 0 n1 db 0 n2 db 0 keykind db 0 oldkey db 0 kind db 0 isstop db 0 numbers db 3fh 6 5bh 0 0 0 0 0 0 0 data ends code segment assume cs code ds data main cli mov ax cs mov ds ax mov kind 0 mov keykind 0ah mov oldkey 0ah mov kind 06 mov isstop 0 mov isend 0 mov n0 0 mov n1 0 mov n2 0 call initnumbers call init8255 call init8259 call init8253 call modifyint mov dx 212h mov al 0 out dx al call cleardevice call display mov al 0 mov dx 22ah out dx al mov al 30h out dx al mov al 6ah sti dowhat push ax dowait mov dx 210h 课程设计报告 附 录 10 in al dx test al 1 jz dowait pop ax call readakey cmp keykind 0ah jnz a1 mov kind 2 call gotonext jmp aa a1 cmp keykind 0bh jnz a2 mov kind 1 call gotonext jmp aa a2 cmp keykind 0ch jnz a3 mov kind 0 call gotonext jmp aa a3 cmp keykind 0dh jnz a4 push ax mov dx 212h c 口给 0 mov al 0 out dx al pop ax mov isstop 0 push ax mov al oldkey mov keykind al call reading mov dx 212h mov al 0ffh out dx al pop ax sti 开中断 进入中断程序计时 jmp aa a4 cmp keykind 0eh jnz aa push ax mov al oldkey mov keykind al pop ax aa jmp dowhat gotonext mov dx 211h 课程设计报告 附 录 11 out dx al ror al 1 ror al 1 continue cmp kind 2 jnz mm1 call speed2 jmp mm3 mm1 cmp kind 1 jnz mm2 call speed1 jmp mm3 mm2 cmp kind 0 jnz mm3 call speed0 mm3 push ax mm33 cmp isstop 0 jz mm4 mov dx 211h mov al 0ffh out dx al mov dx 210h in al dx test al 1 jnz mm33 mov isstop 0 cli mm4 pop ax ret readakey 读键盘 push ax mov al keykind mov oldkey al mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz gotoexit 没按键就直接返回 mov al 40h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h in al dx mov keykind al gotoexit pop ax ret 课程设计报告 附 录 12 speed1 push cx mov cx 18000 sp1 loop sp1 pop cx ret speed2 push cx mov cx 50000 sp2 loop sp2 pop cx ret speed0 push cx mov cx 8000 sp0 loop sp0 pop cx ret readisd key 读键盘 是 D 键返回 mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz key mov al 40h out dx al mov dx 228h in al dx cmp al 0dh jnz key ret reading 计时时间输入 push ax mov n0 0 mov n1 0 mov n2 0 call readanumber mov n0 al call display call readanumber cmp al 0dh jz readexit mov ah n0 mov n0 al mov n1 ah call display call readanumber cmp al 0dh 课程设计报告 附 录 13 jz readexit mov ah n0 mov n0 al mov al n1 mov n1 ah mov n2 al call display call readisd readexit pop ax ret readanumber key2 mov dx 22ah in al dx and al 0fh cmp al 0 jz key2 mov al 40h out dx al mov dx 228h in al dx ret initnumbers push bx mov bx offset numbers 初始化数码管显示数字表 0 9 mov byte ptr bx 3fh mov byte ptr bx 1 6 mov byte ptr bx 2 5bh mov byte ptr bx 3 4fh mov byte ptr bx 4 66h mov byte ptr bx 5 6dh mov byte ptr bx 6 7dh mov byte ptr bx 7 7 mov byte ptr bx 8 7fh mov byte ptr bx 9 6fh pop bx ret display 从左到右依次在三个数码管上 显示数字 call cleardevice mov bx offset numbers mov al 80h mov dx 22ah out dx al mov al n0 xor ah ah add bx ax mov al bx mov dx 228h out dx al mov bx offset numbers 课程设计报告 附 录 14 mov al 81h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h mov al n1 xor ah ah add bx ax mov al bx out dx al mov bx offset numbers mov al 82h mov dx 22ah out dx al mov dx 228h mov al n2 xor ah ah add bx ax mov al bx out dx al ret intcount push ax push bx push dx cmp n0 0 jz next1 dec n0 jmp next4 next1 mov n0 9 cmp n1 0 jz next2 dec n1 jmp next4 next2 mov n1 9 cmp n2 0 jz next3 dec n2 jmp next4 next3 mov n2 9 next4 cmp n0 0 jnz next5 cmp n1 0 jnz next5 cmp n2 0 jnz next5 mov isstop 1 mov dx 212h mov al 0 课程设计报告 附 录 15 out dx al next5 call display pop dx pop bx pop ax iret init8255 mov al 90h mov dx 213h out dx al ret init8259 mov al 13h mov dx 220h out dx al mov dx 221h mov al 30h out dx al mov al 3 out dx al mov al 0feh out dx al ret modifyint push ds push bx push ax xor ax ax mov ds ax mov bx 30h 4 mov ax offset intcount mov bx ax mov ax 8100h mov bx 2 ax pop ax pop bx pop ds ret init8253 push ax mov al 35h mov dx 203h out dx al mov ax 0ffffh mov dx 200h out dx al mov al ah out dx al mov al 7